JP2002006184A - 光ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバ集合体をプラスチックヤーンの複
数本で覆いその外側にシースを有するケーブルで、経時
変化や温度変化によるプラスチックヤーンの長手方向の
収縮が光ファイバの伝送特性の劣化を誘発しないように
する。 【解決手段】 光ファイバ集合体３の周りを覆うプラス
チックヤーン４の複数本を左右交互撚り状態に配設し、
その周りをバインド紐６で粗巻きし、プラスチックヤー
ン４の複数本の左右交互撚り状態を保持することによ
り、プラスチックヤーン４は光ファイバ集合体３を引き
ずる事無く収縮できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバを複数本
集合しそれらの外側をプラスチックヤーンの複数本で覆
いその外側にシースを有する光ケーブルに関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ集合体をプラスチックヤーン
の複数本で覆いその外側にシースを有する光ケーブルは
公知であるが、プラスチックヤーンの複数本は光ファイ
バ集合体に縦添えされるているか、一方向に撚られてい
る形態で光ファイバ集合体を包囲しているため、プラス
チックヤーンが長さ方向に収縮する場合、内部の光ファ
イバをも引きずって収縮させたり、光ファイバを締め付
けたりするので、光ファイバが細かに蛇行し有害なマイ
クロベンドロスを発生し、伝送損失が増加する傾向があ
った。

【０００３】プラスチックヤーンは、薄いフィルム状の
プラスチックを細かく引き裂いて網目状の裂け目を多数
設けたものを紐状に丸めたもので、クッション性に富む
ため、光ファイバや光ファイバ集合体の外周を複数本の
プラスチックヤーンで覆い、側面の外圧から光ファイバ
を保護し、マイクロベント゛ロスを防止するのに従来から
多用されている。

【０００４】プラスチックヤーンの上記目的からは、プ
ラスチックヤーンは光ファイバ集合体を全体的に覆えば
良く、そのため縦添えされるているか、一方向に撚られ
ている形態で光ファイバ集合体を包囲していれば十分と
考えられていた。プラスチックヤーンの長さ方向収縮に
ついては、プラスチックヤーンが使い込まれていく過程
において、弊害を生じる場合があることが認識されたも
のである。

【０００５】プラスチックヤーンの長手方向の収縮は、
プラスチックヤーンが光ファイバ集合体周囲に配置され
る工程で付与される張力に起因する伸び歪みが、ケーブ
ル化後に経時的に緩和される過程や、周囲温度の変化等
で起こる場合があり、これに対応して光ファイバの伝送
損失が、経時変化したり温度により変化する等、特性の
不安定な光ケーブルとなる弊害をもたらす。

【０００６】従って、プラスチックヤーンに伸び歪みを
与えずにケーブル化することが重要であるが、一般的に
抗張力性に乏しいプラスチックヤーンに伸びを与えない
ためにはこれを極低張力で集合しなければならず、光フ
ァイバに与える張力以下の張力を精密に制御するような
高価な繰り出し装置が必要となり、このようにして造ら
れた光ケーブルも高価なものにならざるを得なかった。
プラスチックヤーンの代わりに、抗張力性に富むプラス
チックの保護材料を使えば、張力制御は大まかで良い
が、そのような材料は高価であり、やはり光ケーブルも
高価なものになる。

【０００７】図４は従来の光ケーブルの一例を示す斜視
図である。光ファイバ１の複数本が抗張力線２の周りに
集合され光ファイバ集合体３を構成し、その周りにプラ
スチックヤーン４の複数本が光ファイバ集合体３を包囲
するように集合されている。これらの全体はシース５で
覆われている。

【０００８】このような構成において、光ファイバ集合
体３は、曲げた場合の歪みが一部の光ファイバに集中す
るのを避けるため全体が一方向に撚り合わせられてい
る。プラスチックヤーン４としては、ケーブルの軽量化
や低コスト化のため、細いポリプロピレンヤーンの多数
本が光ファイバ集合体３の周りに配設されるのが一般的
である。しかし、比重の小さいポリプロピレンヤーンは
ヤング率が小さく非常に伸びやすいため、これらの集合
工程では均一な低張力でポリプロピレンヤーンを供給す
る必要がある。もし、低張力集合を回避するため太いポ
リプロピレンヤーンの少数本を用いれば、光ファイバ集
合体を均一に分散して覆うことが出来ず、不均一な側圧
による伝送損失の劣化を招く。

【０００９】プラスチックヤーン４の複数本は一方向に
撚り合わされた状態で光ファイバ集合体３を包囲してい
るためプラスチックヤーン４が長手方向に収縮すれば、
内側の光ファイバ集合体３をも引きずって、個々の光フ
ァイバ１を長手方向に縮ませたり、側面から締め付ける
等の有害な歪を与えるため、光ファイバ１が細かに蛇行
し有害なマイクロベンドロスを発生する傾向があった。
外部からの側圧によるマイクロベンドロスを防止する目
的のプラスチックヤーンが収縮して、自らマイクロベン
ドロスを引き起こす原因になる場合があることが判った
のである。

【００１０】プラスチックヤーン４が撚られずに直線状
に光ファイバ集合体３に縦添えされ、光ファイバ集合体
３を包囲している場合は、光ファイバ集合体３を側面か
ら締め付けることは無いが、プラスチックヤーン４が長
手方向に収縮すれば光ファイバ集合体３をも引きずっ
て、光ファイバ１を収縮させるという弊害が大きくな
る。

【００１１】光ファイバ１の長手方向の伸縮の管理が重
要であることについては、従来から認識されており、例
えば本発明とは目的を異にするが、特開平１０−１７０
７７８にその記述がみられる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の従来技
術の難点を解決するもので、伝送特性が経時変化や温度
変化しない安定な特性を、経済的に実現しうる光ケーブ
ルを提供する事を目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
おいては、光ファイバ集合体の周囲をプラスチックヤー
ンの複数本で覆いその外側にシースを有する光ケーブル
において、プラスチックヤーンの複数本は左右交互撚り
されバインド紐で粗巻きされたことを特徴とするもので
ある。

【００１４】請求項２に記載の発明においては、前記プ
ラスチックヤーンの複数本の左右交互撚りの反転ピッチ
が、１００ｍｍから２００ｍｍで、反転角度が１８０度
から３６０度であることを特徴とするものである。

【００１５】左右交互撚りとは、ＳＺ撚りとも言われ、
複数本の線条の束を一方向に捻回し、長さ方向にある距
離を隔ててから捻回の方向を逆転し、さらに長さ方向に
同じある距離を隔ててから捻回の方向を元に戻し、これ
を繰り返すという状態を言う。ここで言う、「長さ方向
にある距離」を反転ピッチ、捻回させる角度を反転角度
と言う。これらについては図３にも図解してある。左右
交互撚りには、反転角度が大きい一回転以上して逆転す
るものもあるが、僅かに蛇行しているに過ぎないような
反転角度の小さいものもある。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下図１、図２に基づいて本発明
の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施例を示す
斜視図で、図４と同様な部分には同じ符号を付して説明
を省略する。６はバインド紐で、プラスチックヤーン４
の複数本の上を粗巻きしてある。粗巻きとは、巻回の一
ピッチの長さが、巻く紐またはテープの巾の数倍以上あ
るような巻方を言う。本発明ではプラスチックヤーン４
の複数本が左右交互撚り状態で光ファイバ集合体３の周
りに配設される。

【００１７】そして左右交互撚りされたプラスチックヤ
ーン４の複数本は、粗巻き状態のバインド紐６に沿う一
部のみが内部のの光ファイバ集合体３に係止されている
だけのため、プラスチックヤーン４が経時的にもしくは
温度変化により収縮する場合は、プラスチックヤーン４
自身が中の光ファイバ集合体３を引きずること無く収縮
できるので光ファイバ１に有害な歪みを与えることはな
い。

【００１８】プラスチックヤーン４が収縮する場合は左
右交互撚りの蛇行が緩やかになり、より直線に近づくよ
うに変化するのみである。この変化の状況を一本のプラ
スチックヤーンについて図中の点線で示している。

【００１９】このように内部の光ファイバ集合体に影響
を与えずプラスチックヤーンは収縮可能であるため、光
ファイバの伝送特性は安定なものになる。

【００２０】つまり、プラスチックヤーンの収縮は有害
で無くなるのでプラスチックヤーンの集合時の供給張力
は高くても良くまた繊細な張力制御をする必要も無くな
る。したがってプラスチックヤーンの供給装置も安価な
もので良く特性安定な光ケーブルが経済的に実現できる
ことになる。

【００２１】

【実施例】図２に本発明の光ケーブルの具体的な試作例
を示す。図中光ファイバ集合体３は、この例では光ファ
イバ４心を一括テープ状に被覆した４心リボンファイバ
１１を４枚積層している。この光ファイバ集合体３は、
曲げた場合の歪みが特定の光ファイバに集中するのを避
けるため全体を一方向に捻回しその捻回の周期（ピッ
チ）は２５０ｍｍである。

【００２２】プラスチックヤーン４の複数本としては、
４０００デニールのポリプロピレンヤーン１０本を左右
交互撚りして光ファイバ集合体３の周りに配設した。プ
ラスチックヤーン４の複数本はバインド紐６で粗巻きさ
れ左右交互撚り状態が維持されている。

【００２３】５はシースで、架空用のダルマ型のポリエ
チレンシースであり本体部シース５１と吊線部シース５
２が首部５３で繋がっており、吊線部シース内には鋼撚
り線７が組み込まれており、架空用の吊線としての機能
を有する。

【００２４】図示のように光ファイバ集合体３の内部に
抗張力線（テンションメンバ）が無い場合は、光ファイ
バ集合体の長手方向の収縮を抑えるものが近くに無いた
め特に前述の伝送特性の不安定を招きやすい。

【００２５】このケーブル構造において、プラスチック
ヤーン４の撚り半径は約２ｍｍ、反転角度１８０度、反
転ピッチは１００ｍｍである。粗巻きしたバインド紐６
としてはナイロン糸を使用し粗巻きのピッチは２０ｍｍ
である。

【００２６】この場合、幾何学的にプラスチックヤーン
４はケーブル長よりも０．２％長くなる。逆にこの０．
２％プラスチックヤーンが縮むまではプラスチックヤー
ンが左右交互撚りによる余長を吐き出して、内部の光フ
ァイバ集合体３を引きずることなくプラスチックヤーン
のみが収縮できる。ただし、これは計算上の理想的な場
合で、実際は粗巻き紐等の周囲との摩擦力の作用によ
り、プラスチックヤーンが完全に直線状態になるまでは
縮むことは難しいと考えられる。

【００２７】しかし、４心リボンファイバ１１とプラス
チックヤーン４の供給張力は共に３００ｇでこの場合、
実験による実測値では、プラスチックヤーンつまりポリ
プロピレンヤーンの伸びは０．１７％で、４心リボンフ
ァイバの伸びは０．０８％であるから、ポリプロピレン
ヤーンの方が、４心リボンファイバよりも０．０９％過
剰に伸びている。このポリプロピレンヤーンの過剰伸び
０．０９％は、ポリプロピレンヤーンの幾何学的余長
０．２％に比べ十分に小さい値のため、過剰伸びを緩和
するポリプロピレンヤーンの０．０９％の収縮が、光フ
ァイバに影響を与えず無害である事は後述の実験結果か
ら明らかである。

【００２８】実際、図２に示した試作ケーブルの試作後
の特性は良好で、試作後半年に亘り伝送損失の変化は認
められなかった。またその後−２０度から＋５０度のヒ
ートサイクルテストを繰り返しても伝送損失の変化は認
められず特性が安定しているケーブルであることが認め
られた。

【００２９】反転ピッチと反転角度がどれだけの幾何学
的余長を生み出すかを計算した結果を図３に示す。例え
ば実施例に示したように反転ピッチ１００ｍｍ、反転角
度１８０度の場合０．２％の余長が得られることが解
る。

【００３０】この得られた余長のうちどの位が吐き出し
得るかどうかを調べるため、簡単なモデルを作って、ど
の程度の余長吐き出しが期待できるかを確認した。モデ
ルは直径８ｍｍのシリコンゴムのチューブにポリプロピ
レンヤーンを一本添わせ、ポリプロピレンヤーンを中央
部でひねって反転部を設け、これを保持しつつバインド
紐を粗巻きして押さえたものである。このモデルを両端
から引っ張りシリコンゴムチューブを伸ばしていきポリ
プロピレンヤーンがどこまで直線状態に近づくかを観察
した。

【００３１】その結果、反転角度がもとの２分の１にな
る位までは容易に戻り、それ以上伸ばすとチューブとポ
リプロピレンヤーンの間が滑り出し正確な観察や判断は
出来なかった。このような結果は、材質や粗巻きの張力
等によって異なるであろうが、少なくとも計算上の余長
の半分は十分に吐き出し可能な量である事が確認でき
た。このことから、図３のグラフを見直すと例えば０．
１％の余長を吐き出させるには、０．２％の幾何学的余
長を持たせることが必要である。

【００３２】前記の実施例ではポリプロピレンヤーン
に、０．０９％の余長吐き出しが求められたように、
０．１％程度の余長吐き出しが求められる場合が多い。
したがって本発明では計算上の余長はその２倍として、
０．２％を持たせる事が必要である。図３から、計算上
の余長０．２％を実現するには、反転角は１８０度から
３６０度の間に選び、反転ピッチは１００ｍｍから２０
０ｍｍの間に選ぶのが良い事が判る。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように請求項１
の発明によれば、プラスチックヤーンの複数本を左右交
互撚り状態にして光ファイバ集合体周りに配設したこと
により、一般的に起こりがちだったプラスチックヤーン
の収縮が、無害なものとなり光ファイバの伝送特性が経
時的にも、温度変化に対しても安定なものとなり信頼性
の高い光ケーブルを得ることが出来る。またプラスチッ
クヤーンの集合時の張力を一定の極低張力に制御する必
要も無くなり、高額の設備投資は不要になるため光ケー
ブルの低コスト化にも寄与する。請求項２の発明によれ
ばプラスチックヤーンの複数本の左右交互撚り状態を、
本発明の目的に添って最も効果的に実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ケーブルの構成を説明する斜視図で
ある。

【図２】本発明の光ケーブルの実施例を示す斜視図であ
る。

【図3】本発明の作用を説明するためのグラフである。

【図4】従来の光ケーブルの例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１：光ファイバ ２：抗張力線 ３：光ファイバ集合体 ４：プラスチックヤーン ５：シース ６：バインド線 ７：鋼撚り線 １１：４心リボンファイバ ５１：本体部シース ５２：吊線部シース ５３：シースの首部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバ集合体の周囲をプラスチック
   ヤーンの複数本で覆いその外側にシースを有する光ケー
   ブルにおいて、プラスチックヤーンの複数本は左右交互
   撚りされバインド紐で粗巻きされたことを特徴とする光
   ケーブル。
2. 【請求項２】前記プラスチックヤーンの複数本の左右交
   互撚りの反転ピッチが、１００ｍｍから２００ｍｍで、
   反転角度が１８０度から３６０度であることを特徴とす
   る請求項１に記載の光ケーブル。